江苏省盐城市2020届高三物理下学期第四次调研考试试题.doc

江苏省盐城市2020届高三物理下学期第四次调研考试试题

江苏省盐城市2020届高三物理下学期第四次调研考试试题

年级：
姓名：

- 20 -

江苏省盐城市2020届高三物理下学期第四次调研考试试题（含解析）
一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分.每小题只有一个选项符合题意.
1.给带一定电荷量的电容器进行充电，所带电荷量增加。下列说法正确的是（　　）
A. 电容变小 B. 电容不变
C. 电容变大 D. 电荷量与两极板间电压比变大
【答案】B
【解析】
【详解】电容 ，是比值定义式，电容只由本身结构决定，与电量及两端电压无关，故电容不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
2.甲、乙、丙三辆汽车以相同速度同时经过某一路标，此后运动的v ­t图像如图所示。经过下一路标时，三辆汽车速度再次相同。则下列判断正确的是（　　）

A. 甲车先通过下一路标
B. 乙车先通过下一路标
C. 丙车先通过下一路标
D. 甲、乙、丙三辆车同时通过下一路标
【答案】C
【解析】
【详解】由于丙先加速后减速，所以它在整个运动过程中的平均速度比乙大，甲先减速后加速，它在整个运动过程中的平均速度比乙小，经过相同的位移，丙用时最短，故C正确ABD错误。
故选C。
3.如图所示，某发电厂通过升压变压器和降压变压器向远距离输送电能，假设输电线路电阻发热是电能损失的唯一原因。若远距离输电电压加倍，其他条件不变，下列说法正确的是（　　）

A. 输电线上的电流加倍
B. 输电线上电能损失加倍
C. 输电线上的电能损失是原来的二分之一
D. 输电线上的电能损失是原来的四分之一
【答案】D
【解析】
【详解】输电线上输送的功率一定，根据
P=UI
知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的2倍，则电流减小到原来的倍，根据

可知，电线上损失的功率为原来的，故D正确，ABC错误。
故选D。
4.如图所示，是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图。倾斜轨道同步卫星的轨道与赤道平面不重合，每天经过地球上的同一地点，在地面上可观察到它在运动。而同步卫星的轨道与赤道平面重合，且地面上的观察者认为它是静上的，地球看作质量分布均匀的球体。由此可知，倾斜轨道同步卫星与同步轨道卫星的（　　）

A. 周期不同 B. 速率相同
C. 向心力相同 D. 加速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】倾斜轨道同步卫星与同步轨道卫星的周期相同，根据

可知速率相同。因为向心力和加速度方向不相同，故向心力和加速度不相同。故B正确，ACD错误。
故选B。
5.现有一只内阻为500Ω，满偏电流为1mA的电流表，要求改装成量程是0~10V的电压表，改装方法为（　　）
A. 与电流表串联9500Ω的定值电阻
B. 与电流表串联10000Ω的定值电阻
C. 与电流表并联9500Ω的定值电阻
D. 与电流表并联10000Ω定值电阻
【答案】A
【解析】
【详解】已知Ω，改装成电压表需要串联一个电阻，改装后的电压表满偏电流仍为，根据欧姆定律

得
Ω=9500Ω
故BCD错误，A正确。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分.每小题有多个选项符合题意.全部选对的得4分，选对但不全的得2分.错选或不答的得0分.
6.两个小物体A和B放置在水平转盘上，它们的质量关系mA>mB，它们与转盘间的动摩擦因数分别为μA、μB。调节控制器，水平转盘在电动机带动下转速从小到大缓慢连续变化，当转速达到一定时，两物体同时滑动。下列说法正确的是（　　）

A. μA<μB
B. 水平转盘对物体A、B做正功
C. 滑动之前，A受的摩擦力小于B受的摩擦力
D. 滑动之前，A的向心加速度大于B的向心加速度
【答案】AB
【解析】
【详解】A．对水平转盘上的物体，有

A、B两物体同时滑动，故同时达到最大静摩擦力，因为，则μA<μB，A正确；
B．A、B物体的动能均增加了，由动能定理可知，水平转盘对物体A、B做正功，故B正确；
CD．A、B滑动之前，受到静摩擦力作用，有

因为，mA>mB，故滑动之前，无法判断A、B摩擦力的大小；A的向心加速度小于B的向心加速度；故CD错误。
故选AB。
7.如图所示，一个正点电荷Q在空间产生电场，O点在电荷Q正上方。现有一个检验电荷－q沿x轴从－x1处经O点移动到x1处。下列说法正确的是（　　）

A. 电场中－x1和x1处场强相同
B. 电场中－x1和x1处电势相等
C. 检验电荷在O处受到的电场力大
D. 检验电荷具有的电势能先增加后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据点电荷电场公式可得电场中和处电场强度大小相等，当两处的方向不同，故A错误；
B．根据点电荷电势公式可得电场中和处电势相等，故B正确；
C．根据点电荷电场公式可知，离点电荷越近电场强度越大，所以在O处受到的电场最大，根据可知检验电荷在O处受到的电场力大，故C正确；
D．根据越靠近正点电荷电势越高可知，沿x轴从－x1处经O点移动到x1处的电势先升高后减小，根据可知检验电荷具有的电势能先减小后增加，故D错误；
故选BC。
8.在xOy平面分布着垂直平面向里的匀强磁场，在O点有一粒子源向第一象限内各个方向发射某种带电粒子，初速度大小相同，则粒子所能达到范围的图形可能是（　　）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】粒子源从点向第一象限内各个方向发射带电粒子，初速度大小相同，且垂直进入匀强磁场，那么带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，如果粒子带正电，则粒子所能达到范围的图形可能是B图形，如果粒子带负电，则粒子所能达到范围的图形可能是C图形，AD错误，BC正确。
故选BC。
9.如图所示，物体甲、乙质量均为M，甲、乙之间的接触面是光滑的，物体乙的斜面与水平面成θ角，甲、乙两物体紧挨着并放置于粗糙的水平面上，它们与水平面间的动摩擦因数均为μ。开始时，物体甲、乙都静止，现对物体甲施加一水平推力F，使物体甲、乙一起向左加速运动，两者不发生相对滑动。已知这段时间内水平推力F做功为W，物体甲、乙系统克服摩擦力做功为W1。当加速一段时间后，撤去水平推力。下列说法正确的是（　　）

A. 乙物体获得最大的动能为
B. 加速运动过程中，甲对乙的作用力的大小为
C. 撤去水平推力后，物体甲对物体乙的作用力为零
D. 撤去水平推力后，物体甲运动的位移为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．设乙物体获得最大动能为，对整体，由动能定理

解得乙物体获得最大的动能为，故A正确；
B．对整体，由牛顿第二定律

对乙，有

解得甲对乙的作用力的大小

故B错误；
C．撤去水平推力后，两个物体将在摩擦力的作用下做加速度为的匀减速直线运动，速度始终相同，故二者之间没有相互作用力，故C正确；
D．撤去水平推力后，对物体甲，由动能定理

解得

故D正确。
故选ACD
三、简答题：本题分必做题（第10~12题）和选做题（第13题）两部分，共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位置.
【必做题】
10.用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，轻杆两端固定两个大小相等但质量不等的小球P、Q，杆的正中央有一光滑的水平转轴O，使杆能在竖直面内自由转动。O点正下方有一光电门，小球通过轨迹最低点时，球心恰好通过光电门。已知重力加速度为g。

(1)用游标卡尺测得小球的直径如图乙所示，则小球的直径d＝________cm。
(2)PQ从水平位置静止释放，当小球P通过最低点时，与光电门连接的数字计时器显示的挡光时间为Δt，则小球P经过最低点时的速度v＝__________（用物理量符号表示）。
(3)测得两小球PQ球心间距离为L，小球P的质量是2m，Q的质量为m，则PQ系统重力势能的减小量ΔEp＝________，动能的增加量为ΔEk。若在误差允许范围内，总满足ΔEp________（选填“＜”“＝”或“＞”）ΔEk，则可证得系统机械能守恒。
【答案】 (1). 1.050 (2). (3). (4). ＝
【解析】
【详解】(1)[1]20分度的游标卡尺的精确度为；其的读数为

(2)[2]小球通过最低点的速度为

(3)[3][4]小球P通过最低点时，系统重力势能的减小量为

在实验误差允许的范围内，当系统减小的重力势能等于增加的动能时，即可验证系统的机械能守恒。
11.在测量金属丝R1的电阻率实验中，提供：待测金属丝的长度为60~70cm，直径在0.5~1mm之间，电阻约1~2Ω；滑动变阻器R阻值为0~20Ω；电流表量程有0.6A和3.0A，内阻小于1Ω；电压表量程有3.0V和6.0V；两节干电池，其他实验仪器可自选。
(1)测量金属丝直径的仪器最好选________，理由是__________。

(2)实验要求：测量此金属丝电阻率的精确度尽可能高一些。下面是四位同学选择合适的实验仪器所构成的实验电路，你认为最符合要求的是________。

(3)该实验中电流表选择的量程是________。
(4)实验中金属丝的长度为L，直径为d，某次电流表的示数为I，电压表的示数为U。请用上述物理量推出该金属丝电阻率的计算表达式____________。
【答案】 (1). B (2). 精度更高 (3). C (4). 3 A (5).
【解析】
【详解】(1)[1][2]金属丝的半径较小，使用螺旋测微器来进行测量，能使测量的精度更高，故仪器选B。
(2)[3]由于待测电阻的阻值是一个小电阻，故采用电流表外接法，且待测电阻的阻值小于滑动变阻器的最大阻值，故采用限流式接法，故选C。
(3)[4]两节干电池的电动势为3.0V，根据闭合电路欧姆定律可知通过待测电阻的最大电流为

故该实验中电流表选择的量程是3.0A。
(4)[5]根据
，
及

联立解得

12.运动的微观粒子具有波粒二象性，有能量E、动量p，也对应着一定的波长λ。m表示粒子的质量，下列图像正确的是________。
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．能量E表达式

图像是一个正比例函数，故A正确，B错误；
CD．动量p表达式

故是正比例函数，故C正确，D错误。
故选AC。
13.金属中电子吸收一个光子而挣脱金属的束缚，这就是光电效应现象。随着科技进步，强光源的出现，电子同时吸收多个光子成为可能，这是多光子光电效应现象。如图所示，光电管阴极金属的逸出功为W0，单一频率光源发射的光子频率为。在光源照射下，金属中电子同时吸收两个光子后发生光电效应，从金属逸出电子的最大动能为________，调节滑动变阻器，当电流表示数恰好为零时，电压表示数为________。（电子量为e，普朗克常量为h）

【答案】 (1). (2).
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据题意知，一个电子吸收两个光子而发生光电效应，则由光电效应方程得光电子的最大初动能为

[2]根据动能定理得

解得

14.如图所示，在游乐场，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和车的总质量为M，碰撞前向右运动，速度大小为v1；乙同学和车的总质量为1.5M，碰撞前向左运动，速度大小为0.5v1。求碰撞后两车共同的运动速度。

【答案】0.1v1，方向水平向右
【解析】
【详解】设水平向右为正方向，由动量守恒可得
Mv1－1.5M×0.5v1＝(M＋1.5M)v共
解得
v共＝0.1v1
方向水平向右
15.将一定质量的空气封闭在气瓶内，并对它进行等压变化。把这些空气看成理想气体，则下列四幅图中能正确表示变化过程中空气的体积V和温度T的关系是________
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】等压变化中有则

即图象为过原点的直线，故B正确，ACD错误。
故选B。
16.如图所示，电冰箱放在一间隔热很好的房间中，现把正在工作的电冰箱门打开时，可见到冰箱门附近出现“白汽”现象，说明水蒸气饱和汽压随温度的降低而______（选填“升高”“不变”或“降低”）；冰箱门打开后，房间内空气温度将升高，其原因是___________________________。

【答案】 (1). 降低 (2). 电能转化为内能，房间内温度升高
【解析】
【详解】[1]打开冰箱门时冒“白气”，其原理是冰箱门附近空气中的水蒸气遇到冰箱中的冷空气液化形成的小水滴形成的，说明水蒸气饱和汽压随温度的降低而降低
[2]冰箱门打开后，房间内空气温度将升高，是因为冰箱门打开后，冰箱消耗更多的能量即有更多的电能转化为内能，所以房间内温度升高
17.如图所示，一定质量的理想气体封闭在活塞可上下无摩擦移动的圆柱形气缸内，从状态A开始经状态B变化到状态C。推导出气体由状态B变化到状态C对外界做功的计算表达式。

【答案】p1(V4－V2)
【解析】
【详解】状态B变化到状态C为等压变化，气体对外界做的功为
W＝p1Sh
其中
Sh＝ΔV＝V4－V2
则
W＝p1(V4－V2)
18.在均匀介质中，一列沿x轴正方向传播的横波，其波源O起振方向如图甲所示，四位同学画出该波在1.5个周期末的波形图如图所示，其中正确的是________

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知，波的起振方向向下，波源O经过1.5个周期位于平衡位置且向上振动，根据同侧法可知，只有C项正确，故C正确，ABD错误。
故选C。
19.甲乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙，乙的飞行速度为0.5c，甲向乙发出一束光进行联络。则乙观测到光速是________（选填“c”“1.4c”或“1.9c”）；地面上的观察者发现甲的手表示数比乙的手表示数变化________（选填“慢了”“快了”或“相同”）。

【答案】 (1). c (2). 慢了
【解析】
【详解】[1]根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变，所以乙观测到该光束的传播速度为c
[2]根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地面上的人来说时间都变慢了，但甲相对于乙的速度更大，因此可以推测，地面上的观察者发现甲的手表示数比乙的手表示数变化慢了
20.如图所示，有一个半导体砷化镓发光管，竖直向上发出波长为0.9μm的红外线光，发光区为直径AB＝3mm的圆盘。发光面上覆盖着一个折射率n＝2.4的半球形介质。要使发光管发出的全部光线在球面上不发生全反射。求此介质球半径r的最小值。

【答案】3.6mm
【解析】
【详解】由三角形知识可知，当由发光盘边缘A发出光与AB垂直时，入射角i最大，如果这条光线不发生全反射，则其它所有光线均不会发生全反射，由折射定律得，不发生全反射的条件是入射角小于全反射的临界角，即

由几何关系知

联立解得

四、计算题：本题共3小题，共计47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.
21.如图所示，质量为m、电阻为r、半径为d的金属圆环，从磁场上边界Ⅰ某处静止释放，垂直进入磁感应强度为B、方向垂直纸面的匀强磁场中，当圆环进入磁场时，环达到最大速度。重力加速度取g，不计空气阻力。求：环进入磁场时
(1)加速度的大小；
(2)穿过圆环的磁通量；
(3)感应电动势的大小。

【答案】（1）0；（2）；（3）
【解析】
【详解】(1)当圆环进入磁场时速度最大，则合力为零，由牛顿第二定律可得
a＝0
(2)圆环进入磁场时有
S＝πd2－SΔ
其中
SΔ＝
则
Φ＝SB＝Bd2
(3)由平衡可得
BIL＝mg
其中
L＝d
则
I＝
所以
E＝Ir＝
22.如图所示，物体甲与物体丙通过不可伸长的轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接，物体丙离地面高为H。物体甲置于物体乙的最左端，甲与乙之间的动摩擦因数为μ（μ＜1）。物体乙与桌面间光滑，且离定滑轮足够远。开始时控制物体甲和乙，使三个物体均处于静止状态。现撤去控制，物体丙从静止开始下落，直至落地，此过程中物体甲与乙始终接触。已知物体甲、乙、丙的质量分别为m、2m、3m，重力加速度取g。求：
(1)撤去控制前，轻绳对滑轮作用的大小；
(2)撤去控制后，物体丙重力势能变化量的最大值；
(3)撤去控制后，物体丙下落过程中，甲物体受到的拉力。

【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【详解】(1)对丙受力分析可知
F1＝3mg
滑轮受力情况如图所示

得
F＝3mg
(2)根据重力做的功与重力势能变化的关系得
WG＝3mgH
且
WG＝-ΔEp
则
ΔEp＝－3mgH
(3)假设甲、乙相对滑动，则
F甲－μmg＝ma甲
3mg－F′甲＝3ma丙
F甲＝F′甲
a甲＝a丙
a甲＝a丙＝g
对乙
μmg＝2ma乙
得
a乙＝μg
因为μ＜1，所以a乙＜a甲，则假设成立，则
F甲＝ma甲＋μmg＝mg
23.如图所示为分析研究同位素的重要工具——质谱仪，其加速电压为U0，放置感光胶片区域MN＝L，NQ＝L，OM＝L。第一次，在A处使某种离子无初速地飘入加速度电场，从O处垂直进入磁感应强度为B的磁场中，最后打在胶片上M处引起感光黑点。第二次，加速电荷量相同、质量分别为m1和m2（m1＜m2）的两种离子，加速后离子不能完全垂直进入磁场，离子进入磁场的方向与边界法线之间有夹角α。求：
(1)打在M处离子比荷；
(2)要使原本打在M处离子能打到QN区域所需要的加速电压U；
(3)在胶片上能分开不垂直进入磁场的两种离子，夹角α的最大值。

【答案】（1）；（2）[U0，4U0]；（3）
【解析】
【详解】(1)离子做匀速圆击运动时，洛伦兹力提供向心力，有
qvB＝
由动能定理有
U0q＝mv2
解得
＝
(2)原打在M点的离子，当电压变为U1时离子打到Q点，当电压变为U2时离子打到N点，则

解得
U1＝U0，U2＝4U0
当加速电压调整为[U0，4U0]时，使原打在M处离子能打到QN区域
(3)由动能定理和牛顿第二定律可知

由图可得出
2R2cosα≥2R1
cosα≥
cosα≥
则
α≤arcos
可得夹角α的最大值为arccos